2027届高考物理一轮复习专题模拟试卷（二）相互作用与牛顿运动定律

**基本信息** 聚焦相互作用与牛顿运动定律，通过选择、实验、解答题系统覆盖平衡分析、牛顿定律应用等核心考法，注重运动和相互作用观念建构与科学推理能力培养。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |选择|10题（7单3多）|平衡条件应用、摩擦力分析、弹簧与连接体问题|从受力分析（概念）到共点力平衡/牛顿定律（原理），结合几何模型（圆环、正四面体）深化理解| |实验|2题|超重失重现象探究、加速度与力/质量关系实验|通过实验操作与数据处理，强化科学探究能力，衔接理论与实践| |解答|3题|受力分析、运动学公式、机械能守恒综合应用|以实际情境（抬物、斜面滑轮、风洞）为载体，体现模型建构与科学论证，形成“概念-原理-应用”逻辑链|

2027届高考物理一轮复习 专题模拟试卷（二）相互作用与牛顿运动定律 一、单选题 1．如图所示，半径为的光滑圆环固定在竖直平面内，原长为的轻质弹簧一端固定在圆环上与圆心等高的位置，另一端连接一个套在圆环上质量为的小球，平衡时弹簧与水平方向的夹角为。弹簧在弹性限度内，重力加速度大小为，弹簧的劲度系数为（     ） A． B． C． D． 2．如图，农民伯伯挑玉米时用双手分别抓住轻绳的O、点处，某时刻绳、与竖直方向的夹角均为，手对绳的作用力分别垂直于、，所有作用力在同一竖直平面内，此时人和物均处于平衡状态。已知每筐玉米质量为，重力加速度大小为，忽略筐和扁担质量，则此时扁担对肩膀的作用力大小为（     ） A． B． C． D． 3．如图所示，由光滑刚性杆组成的正四面体框架放置在水平面上，三条棱上各套有一个质量为的小球。三个小球通过相同的轻质弹簧连接，静止时恰好处于同一水平面。已知弹簧始终在弹性限度内，劲度系数为，重力加速度大小为，则每根弹簧的伸长量为（     ） A． B． C． D． 4．如图为西汉龙纹玉璧的简化模型示意图。玉璧静置于倾角为的光滑斜面上，底部由两个位于同一高度且垂直于斜面的钉子A、B支撑，A、B与玉璧中心O的连线夹角为。玉璧质量为m，重力加速度为g，则（     ） A．斜面对玉璧的支持力为 B．每个钉子对玉璧的支持力为 C．若减小钉子A、B水平间距，每个钉子对玉璧的作用力不变 D．若增大钉子A、B水平间距，斜面和钉子对玉璧作用力的合力不变 5．如图所示为自动卸货车卸货的情景，车厢的倾角从0°开始缓慢增大，已知倾角为30°时与倾角为45°时货物所受的摩擦力大小相等，重力加速度为g。则下列说法正确的是（     ） A．倾角增大时，货物所受的摩擦力逐渐增大 B．倾角增大时，货物所受的支持力逐渐增大 C．货物与车厢间的动摩擦因数为 D．倾角为45°时，货物的加速度大小为 6．如图甲所示，将两相同的物块P、Q用轻质细线连接放在水平面上，在水平恒力F作用下P、Q一起向右加速运动。图示位置P的右侧水平面与物块间的动摩擦因数随P的距离变化图像如图乙所示，则物块的加速度a和细线的拉力T的大小变化情况是（     ） A．a增大 B．a不变 C．T减小 D．T不变 7．如图，两个木块和叠放在水平地面上，一根轻质弹性绳上端固定于天花板上的点，下端跨过一个固定在点的光滑钉子斜拉着木块，点在点的正下方。已知弹性绳原长小于线段OP的长度，A和B均处于静止状态，弹性绳的弹力大小与伸长量的关系满足胡克定律，和均可视为质点，下列说法正确的是（     ） A．地面对A的摩擦力方向水平向左 B．若B的质量增大，则A与地面之间的摩擦力变大 C．若将A和B整体向右平移一小段距离后重新平衡，则A对地面的压力变小 D．若将A和B整体向右平移一小段距离后重新平衡，则A对地面的压力变大 二、多选题 8．如图，与水平面成夹角且固定于O、M两点的硬直杆上套着一质量为的滑块，弹性轻绳一端固定于O点，另一端跨过固定在Q处的光滑定滑轮与位于直杆上P点的滑块拴接，弹性轻绳原长为OQ，PQ为且垂直于OM。现将滑块无初速度释放，假设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。滑块与杆之间的动摩擦因数为0.16，弹性轻绳上弹力F的大小与其伸长量x满足。，g取，。则滑块（　　） A．与杆之间的滑动摩擦力大小始终为 B．下滑与上滑过程中所受滑动摩擦力的冲量相同 C．从释放到静止的位移大小为 D．从释放到静止克服滑动摩擦力做功为 9．如图所示，质量分别为6kg、3kg的小球a、b通过不可伸长的轻绳绕过固定轻质光滑定滑轮连接，b的下端通过劲度系数k＝200N/m的轻弹簧连接一个质量为3kg的小球c。初始时托住a和c，使弹簧处于原长，三个小球均静止。现同时释放a和c，运动中小球均视为质点且不与滑轮相碰，不计空气阻力，弹簧始终在弹性限度内，弹性势能（x为形变量），重力加速度g取。则（     ） A．释放后瞬间轻绳上的拉力大小为40N B．释放后瞬间轻绳上的拉力大小为80N C．释放后c下降的最大距离为22.5cm D．释放后a下降的最大距离为30cm 10．如图所示，球心为、半径为的半球体固定于水平地面，质量为的杂技演员依靠双手支撑竖直倒立在球面上。双手对球面压力的作用点的连线是与地面平行、圆心为的小圆的直径，压力大小均为且不超过（为重力加速度大小）。手与球面间动摩擦因数为，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等。设长为、则（     ） A．时，演员保持平衡状态，大小可能为 B．时，演员可以通过增大往上移动 C．时，演员不可能保持平衡状态 D．演员要保持平衡状态，的最小值为 三、实验题 11．学生小组为了探究超重和失重现象，将弹簧测力计挂在电梯内，测力计下端挂一物体。已知当地重力加速度大小为。 (1)电梯静止时测力计示数如图所示，读数为_____N（结果保留1位小数）； (2)电梯上行时，一段时间内测力计的示数为，则此段时间内物体处于_____（填“超重”或“失重”）状态，电梯加速度大小为_____ （结果保留1位小数）。 12．某同学在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用如图所示装置进行实验。 （1）安装实验器材，用垫木把长木板的右端垫高来平衡摩擦力； （2）将电火花打点计时器接到________（选填“交流”、“直流”）电源上； （3）保持小车质量不变，改变槽码个数，多次实验后，该同学根据实验数据做出的图像（F为槽码重力）如图所示，发现该图线不通过坐标原点且段明显偏离直线，分析其产生的原因，下列说法正确的是________（多选）。 A．不通过坐标原点可能是因为平衡摩擦力不足 B．不通过坐标原点可能是因为平衡摩擦力过度 C．图线段弯曲可能是悬挂物总质量不满足远小于小车质量的条件 （4）某次实验中得到如图所示纸带，相邻计数点间的时间间隔为T。利用纸带求得运动过程中，第五个计数点的速度________，物体的加速度大小_______。（用表示） （5）某次实验中小车质量为M、砝码质量为m，根据实验数据作出图像，如图丙所示。该同学利用最初的几组数据拟合了一条直线。一条与纵轴平行的直线和这两条图线以及横轴的交点分别为。若已知，则此时对应的________。 四、解答题 13．两人抬着一根硬杆，硬杆中点挂有如图所示的轻绳和轻质钩爪，、为轻绳，和为钩爪（支点为）；钩爪夹着质量的石块。图中为正方形，重力加速度大小取。 (1)求静止时绳受到钩爪的拉力。 (2)从静止开始竖直放下石块，用时0.2秒，石块下降的距离为0.1米，整个过程可视为匀加速直线运动，求石块受到钩爪的摩擦力。 14．如图所示，水平地面上固定一个倾角θ=37°的斜面体（顶端固定有小滑轮）和一竖直滑杆，滑轮与滑杆间的距离d=0.6m。一根细线绕过滑轮，一端与放在斜面上的质量为M=5kg 的物块相连，另一端与穿在滑杆上质量为m=1.5kg的小球连接。初始时刻，用手竖直向下拉住小球，使系统保持静止，此时细线与竖直方向间的夹角也为θ=37°，松手后，小球将在竖直方向上运动。忽略一切摩擦，细线始终与斜面平行，重力加速度 求： (1)开始时手对小球的拉力大小 F； (2)小球能够上升的最大高度h； (3)小球回到初始位置时物块的加速度大小a（结果可用分数表示）。 15．风洞是空气动力学研究和实验中广泛使用的工具，风洞也从实验室走向大众游乐，如图甲所示。某研究小组设计了一个总高度的低速风洞游乐设备，等效模型如图乙所示，设备分成一个高度为的无风区和一个受风区，某物体质量，在无风区中受到空气的阻力可忽略，在受风区受到空气对它竖直向上的恒力作用。某次实验时该物体（可视作质点）从风洞顶端由静止释放，且运动到风洞底端时速度恰好为0，重力加速度取。求实验中： (1)物体刚进入受风区时的速度大小； (2)物体在受风区受到空气对它的作用力大小； (3)若物体第一次运动到风洞底端时风力变为原来的0.8倍则物体在无风区上升的最大高度。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C B B D D D D AC AC AD 11．(1)5.0 (2) 失重 1.0 12． 交流 AC 13．(1)，沿向下 (2)，方向竖直向上 【详解】（1）以钩爪和石块组成的系统为研究对象，其受力分析如图所示 静止时系统受力平衡，由平衡条件有 代入数据解得 由牛顿第三定律可得，静止时绳受到钩爪的拉力 方向沿向下。 （2）根据题意，由运动学公式有 代入数据解得 对石块由牛顿第二定律有 代入数据解得 方向竖直向上。 14．(1) (2) (3) 【详解】（1）开始时手对小球的拉力大小系统静止，先对斜面上物块受力平衡，绳子拉力 对小球竖直方向受力平衡 解得 （2）小球上升到最大高度时，两者速度均为0，忽略摩擦，只有重力做功，系统机械能守恒。 初始时滑轮到小球的绳长 小球上升后，滑轮到小球的绳长 因此物块沿斜面向下移动的距离 重力势能减少量等于小球重力势能增加量 解得 （3）由机械能守恒，小球回到初始位置时势能与初始相同，动能为0，故 设绳子拉力为，对沿斜面向下为正方向列牛顿第二定律 对小球竖直向上为正方向列牛顿第二定律 速度关联，加速度关系 整理得 15．(1) (2)，方向竖直向上 (3) 【详解】（1）物体在无风区内只受重力作用，从静止开始做自由落体运动。取竖直向下为正方向，由匀变速直线运动的速度与位移关系，物体刚进入受风区时满足 代入，和，所以 （2）取竖直向下为正方向，受风区高度为。在受风区内，以物体为研究对象，由牛顿第二定律得 由匀变速直线运动的速度与位移关系，物体到达洞底时满足 代入，，和，所以 利用前述牛顿第二定律方程解得 负号说明空气作用力方向与所取正方向相反，即竖直向上。 （3）风力变为原来的倍后，物体在洞底由静止开始向上运动。取竖直向上为正方向，受风区内以物体为研究对象，由牛顿第二定律得 代入和，所以 物体在受风区内上升后进入无风区，进入无风区时的速度满足 代入和，所以 进入无风区后只受重力作用，设在无风区内上升的高度为，到达最高点时速度为零，则 代入和，所以 学科网（北京）股份有限公司 $